CH356796A - Installation de commande automatique du dispositif de freinage d'un train - Google Patents

Description

  Installation de commande automatique du dispositif de     freinage    d'un train    Afin d'augmenter la sécurité de la circulation  ferroviaire, on cherche de plus en plus à pallier les  erreurs humaines par des     installations        automatiques.     On a déjà proposé notamment diverses installations       réalisant    le freinage automatique d'un train lorsque,  sur son parcours de ralentissement, le mécanicien ne  réduit pas     suffisamment    la vitesse pour permettre  l'arrêt sur la     distance    imposée.  



  La présente invention se rapporte à une installa  tion de     commande    automatique du dispositif de frei  nage d'un train, qui entre en action lorsque la courbe  de ralentissement du     train    en fonction de la distance  parcourue a ses ordonnées supérieures à     celles    d'une  courbe     limite    imposée. Elle est     inspirée    des considé  rations suivantes : lors du freinage d'un train à décé  lération     constante,    on peut démontrer facilement que  la courbe du carré de sa vitesse en fonction de la       distance    parcourue est une droite.

   Or, on a     constaté     par des essais que, en pratique, la     courbe    du carré  de la vitesse d'un     train    en cours     de    freinage, en fonc  tion de la distance parcourue, est également pratique  ment une droite, du     moins    en grande partie.  



  Cette     courbe    dépend évidemment du type de  train et du profil de la voie (palier, rampe ou pente)  mais elle     conserve    dans tous les cas son caractère de  quasi-linéarité. De     telles    courbes sont représentées à  la fig. 1 des dessins annexés.

   La courbe A se rap  porte au freinage en pente et la     courbe    B au freinage  en     rampe    d'un type de train déterminé.     L'installation     suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle com  prend, à bord de la locomotive, une série de sources       fournissant    des tensions     respectivement    proportion  nelles au carré de     différentes    vitesses limites du     train.     en différents endroits d'un parcours de ralentisse  ment, endroits où se trouvent des postes fixes qui,

    au moyen de signaux codés     qu'ils        transmettent    à la  locomotive lorsque celle-ci passe à proximité de     ces       postes, produisent l'application     successive    desdites  tensions à un circuit sommateur qui reçoit, d'autre  part, une tension obtenue par intégration dans le  temps de la tension d'une génératrice tachymétrique  entraînée par la locomotive, la tension de sortie     du-          dit    circuit sommateur étant égale, à chaque passage  de la     locomotive    en regard d'un poste, à ladite ten  sion proportionnelle au carré de la vitesse limite du  train à ce poste,

       cette        tension    de sortie     décroissant     ensuite en fonction de la distance     parcourue    par le  train et     constituant    une     tension    de     consigne    variable  que est comparée, dans un circuit comparateur, à       une    tension proportionnelle au carré de la vitesse du  train obtenue à partir de la génératrice     tachymétri-          que,    le tout étant agencé de     manière    que,

   lorsque  cette     dernière    tension     dépasse    ladite     tension    de con  signe, la tension de sortie     dudit        circuit    comparateur       actionne    le     dispositif    de freinage du     train.     



       Les        fig.    2 à 5 des     dessins        annexés    représentent,  à titre d'exemple, une     forme    d'exécution de l'inven  tion.  



  La     fig.    2 représente     le    schéma de principe de  l'équipement     installé    à bord de la locomotive.  



  La     fig.    3 montre la variation du carré de la  vitesse limite du     train,    en fonction du parcours de  ralentissement du train.  



  La     fig.    4 représente le schéma d'un élément     de     la     fig.    2, et  la     fig.    5     illustre    des exemples de     fonctionnement     de     l'installation        représentée.     



  L'équipement représenté à la     fig.    2 comprend  une génératrice     tachymétrique    1, actionnée     par    un  essieu de la locomotive, non représenté, et qui four  nit une tension v proportionnelle à     1a    vitesse du  train; cette tension est transformée, dans un circuit  2,     en,    une tension     v2        proportionnelle    au carré de la  vitesse du train.

   D'autre part, on suppose que le      parcours de freinage a une longueur     x1    (voir     fig.    3)  et se     termine    à l'abscisse 0     correspondant    à l'arrêt  du     train.        Ce    parcours est     jalonné    par des postes       situés        respectivement    en     x1,        x2,    x3 et     x4,    transmet  tant des signaux codés, à la locomotive.

   La     fig.    3  représente la courbe des     carrés    de la vitesse limite  du train ; ses     ordonnées        correspondant    aux abscisses       x1,        x,,   <I>x;</I> et     x1    sont     respectivement        désignées    par       Vl'    V2'     V3'    V4.

      Des     sources    de tension 5, 6, 7, 8 fournissent  des     tensions        respectivement        proportionnelles    à<B>V21</B> ,       Vz,        V3,    V4, qui sont appliquées à un circuit     soin-          mateur    4 par des     contacts    9, 10, 11, 12 qui se fer  ment     respectivement    à chacun des passages de la  locomotive en     x1,        x2,    x3 et     x4.       Ce circuit 4 reçoit, d'autre     part,    une tension x,

         proportionnelle    à     l'espace    parcouru par le train,  obtenue par     intégration    de la tension v dans un cir  cuit intégrateur 3.     Le    circuit 4 fournit la somme  algébrique des     tensions    qui lui sont appliquées, sous       forme    d'une tension c de     consigne    qui est comparée  à la tension     v2,    issue du circuit 2, dans un circuit  comparateur 13 qui, selon le signe de l'écart     f,          actionne    le dispositif de freinage du train.

       Le    circuit  2 fournissant la     tension        v2    peut être de tout type       connu    répondant au but recherché ; quant à la ten  sion de consigne c, elle peut être obtenue, par exem  ple, au moyen du circuit     représenté    à la     fig.    4.  



  Les tensions fournies     par    les sources de tension  5 à 8 de la     fig.    2 sont     constituées,        dans    le     circuit    de  la     fig.    4, par les tensions apparaissant dans un divi  seur de     tension    constitué par des     résistances    15 à  18 et     alimenté    par une source de tension     continue     14. La tension v est appliquée, à travers une résis  tance 20,à un amplificateur 19 dont l'entrée et la  sortie sont reliées par un     condensateur    21.

   Lorsque  le train arrive au début de sa zone de freinage (en       x1,        fig.    3), le     contact    9 se ferme     pendant    un court       instant,    ce qui a pour effet de charger le condensa  teur 21 à la tension qui a été désignée     précédemment     par     v2    .

   D'autre     part,    en     désignant    par G le gain de  l'amplificateur 19, par     v1    et     vs    respectivement ses  tensions     d'entrée    et de sortie, par C la capacité du       condensateur    21 et par R la résistance 20, on a, en  supposant     l'impédance        d'entrée    de     l'amplificateur     suffisamment élevée  
EMI0002.0080     
         Comme    le gain G est très élevé, le second membre  peut être considéré comme égal à zéro,

   d'où  
EMI0002.0082     
    La constante d'intégration est représentée par la  charge     initiale    du condensateur 21, obtenue par la  fermeture momentanée du     contact    9 ; la tension     vs     est donc une tension ayant, au passage du point     x1,     une valeur égale à     Vi,    puis décroissant     proportion-          nellement    à l'espace parcouru par le train. La tension       v,    ainsi obtenue est donc la valeur de consigne c de  la     fig.    2.  



  La pente de cette     décroissance    dépend du produit  de la     valeur    R de la     résistance    20 et de la valeur C  du condensateur 21.  



  Les signaux     codés        transmis    à la     locomotive    com  prendront par     conséquent    une information relative  au     profil    de la voie     (palier,    rampe ou pente) et     cette     information provoquera une variation appropriée de  la résistance 20 ou de la capacité du condensateur  21. Il est à remarquer qu'on a une certaine latitude  sur la     valeur    de la pente de la courbe limite puisque       l'amplitude    de     cette    courbe est réajustée à chaque  passage du train en regard d'un poste transmetteur.

    Il suffira, en général,     d'établir    une discrimination  entre le cas de la rampe et celui de la pente, en  tablant sur une valeur moyenne de     celles-ci.    Si l'on  désire tenir compte davantage de la forme réelle des  courbes de la     fig.    1, on<I>peut</I> toujours modifier les  caractéristiques du circuit 2 de la     fig.    2 pour qu'il  fournisse à la sortie     un    signal variant suivant la loi  désirée.

   Afin de permettre plus de souplesse dans  le fonctionnement de l'installation, on peut envisager  que le freinage automatique du train ne se poursuive       pas    jusqu'à l'arrêt complet, mais jusqu'à une vitesse  très basse (par exemple 10 km/h) ; il suffit pour     cela     d'imposer à la tension de consigne un seuil supérieur  à zéro. Dans le cas de l'approche d'un signal fixe de  ralentissement (par exemple     limitant    la vitesse à  70 km/h), on s'arrange de telle façon que, lorsque la  locomotive arrive à ce signal de ralentissement, la  vitesse     limite    déterminée par l'installation soit celle  imposée par le signal, et que, à partir de ce point,  cette vitesse limite soit maintenue jusqu'au signal de  reprise de vitesse.  



  On superpose, à cet effet, à la tension de con  signe de     ralentissement    progressif, une tension de  consigne de vitesse fixe qui devient prépondérante  dès qu'elle est supérieure à la première.  



  La transmission des     signaux    codés à la locomo  tive peut se faire par tout dispositif connu, par  exemple au moyen de capteurs     magnétiques.    Le type  de signaux peut     être    également quelconque ; par  exemple on peut     utiliser    des signaux à fréquences  multiples.

   La     fig.    5     illustre    des exemples de     fonc-          tionnement    de     l'installation    décrite appliquée à des  trains     circulant    sur des     lignes    ferroviaires équipées  d'une     signalisation        telle    que celle en vigueur à la      Société Nationale des Chemins de fer Belges.

   Les  signaux de voie sont     représentés        sous    forme de  palettes, avec     indication    de la couleur correspondante  en signalisation     lumineuse    (J, V, R, respectivement  pour jaune, vert, rouge).  



  Aux points<I>a, b, c, d,</I>     ......    de la     ligne,    les, signaux  transmis à la     locomotive    sont représentés sous     forme     de petits cercles ; un cercle blanc signifie     l'absence     du signal correspondant, un     cercle    noir,     la        présence     de celui-ci.     Les        trains    sont supposés circuler de la  gauche vers la droite.  



  Dans le cas la, un signal avertisseur situé en a  et un signal de bloc situé en e sont fermés. Ces  signaux sont situés à distance     normale.     



  A l'arrivée de la     locomotive    en a, le transmet  teur     correspondant    détermine le début de     l'apparition     de la tension de     consigne    de vitesse     suivant    le pro  cessus     décrit    précédemment. Aux postes suivants b,  <I>c, d,</I> les transmetteurs correspondants continuent  d'assurer la variation de cette tension de consigne en  la réajustant éventuellement à la valeur prescrite.  



  Le cas<B>lb</B> correspond au passage libre du     train    ;  tous les postes transmetteurs sont dans le même état ;  aucune tension de consigne de vitesse n'est     transmise     à la     locomotive.    Les postes transmetteurs fournis  sent     néanmoins    une     information    positive,     ce    qui est  indispensable au point de vue de la     sécurité    et per  met en outre, le cas échéant, de supprimer     l'action     du freinage lorsque la voie devient     libre        alors    que  le train a déjà dépassé un signal avertisseur fermé.

    Les cas IIa à c correspondent à trois signaux de voie  se     succédant    à distance     normale    ; ils sont analogues  aux cas     précédents.     



  Les cas IIIa à d se rapportent à trois signaux de  voie dont le troisième est à     distance    réduite par rap  port au second. Le cas<I>Ma</I> n'appelle aucun     com-          mentaire    particulier puisque le train doit s'arrêter en  e ; on est ramené au cas la.  



  Dans le cas IIIb, le passage est libre en a, mais  comme le train doit s'arrêter en h, il doit disposer  d'une     distance    normale de freinage,     ce    qui fait que  le processus de transmission de la tension de consi  gne de vitesse doit     commencer    en d. Le poste trans  metteur situé en e reproduit la même indication  qu'en d, mais il est immédiatement suivi d'un autre       poste    en é qui provoque la continuation de la     varia-    .

    tion de la tension de consigne de vitesse, de sorte  que, à part une discontinuité de     courte        d'urée    en e,  tout se passe     comme    si le     poste    situé en e n'existait  pas. Cette disposition est toutefois nécessaire, ainsi  qu'il apparaîtra à l'examen du cas IIId.  



  En IIIc, le passage est libre partout, on est  ramené au cas     Ib.     



       Le    cas     IIId    est celui     d'un    train ayant franchi le  poste a alors que     les    signaux de voie étaient dans la       position    correspondant au cas     IIIa,    mais qui, au    moment où la locomotive se trouve en T, voit     ces     signaux prendre la position     correspondant    au cas       IIIb.     



  Le train ayant déjà     ralenti,    en vue de     s'arrêter     en e et ayant reçu à ce moment la tension de     consi-          gne    correspondante qui avait été réajustée au poste  d, il faut lui permettre de continuer sa route jusqu'en  h en observant la tension de consigne de vitesse cor  respondant à la nouvelle situation.

       On    provoque       alors,    dans ce cas, la transmission du début de la  tension de consigne de vitesse en e, avec transmission  immédiatement après, en e', du stade     suivant    de       cette    tension de consigne,     ce    qui fait qu'on est  ramené au cas     Illb.        Le    cas IV se rapporte à un       train    qui franchit un     signal    indicateur fixe de     ralen-          tissement    l'obligeant à ralentir pour atteindre à l'ori  gine du     ralentissement,    en O,

       une        vitesse        limite    de  70 km/h, par exemple. Au point a, on     commande     l'apparition du début de la tension de consigne de  ralentissement, en même temps qu'on envoie     un     signal supplémentaire, figuré par un petit carré, qui  déclenche un dispositif     totalisateur    qui est arrêté     par     l'émission en     d,

      d'un second signal     analogue.    La       distance    entre les points a et a' est fonction de la  vitesse     limite    et est établie de façon à permettre au  dispositif totalisateur d'imposer une tension de     consi-          gne    de vitesse fixe qui deviendra prépondérante au  plus tard au passage du point O. Au point V,     cette     tension de consigne est     supprimée    par l'émission d'un  signal à voie libre.

Claims (1)

1. REVENDICATION Installation de commande automatique du dis positif de freinage d'un train, caractérisée en ce qu'elle comprend, à bord de la locomotive, une série de sources fournissant des tensions respectivement proportionnelles.

   au carré de différentes vitesses limi tes du train en différents endroits d'un parcours de ralentissement, endroits où se trouvent des postes fixes qui, au moyen de signaux codés qu'ils trans mettent à la locomotive lorsque celle-ci passe à proximité de ces postes, produisent l'application suc cessive desdites tensions à un circuit somm,ateur qui reçoit, d'autre part,

   une tension obtenue par intégra tion dans le temps de la tension d'une génératrice tachymétrique entraînée par la locomotive, la tension de sortie dudit circuit sommateur étant égale, à cha que passage de la locomotive en regard d'un poste, à ladite tension proportionnelle au carré de la vitesse limite du train à ce poste, cette tension de sortie décroissant ensuite en fonction de la distance parcourue par le train et constituant une tension de consigne variable qui est comparée,

   dans un circuit comparateur, à une tension proportionnelle au carré de la vitesse du train obtenue à partir de la généra trice tachymétrique, le tout étant agencé de manière que, lorsque cette dernière tension dépasse ladite tension de consigne, la tension de sortie dudit cir cuit comparateur actionne 1e dispositif de freinage du train.

   SOUS-REVENDICATION Installation suivant la revendication, caractérisée en ce qu'elle comprend en autre une ou plusieurs sources fournissant chacune une tension de consigne fixe proportionnelle au carré d'une vitesse déterminée et qui est superposée à ladite tension de consigne variable de façon que ce soit la tension de consigne la plus élevée qui détermine l'actionnement du dis positif de freinage.